北京大学安全技术防范系统设计分析 - 安防知识网

随着我国融入全球一体化脚步的加快，社会治安日趋动态化和复杂性，高科技手段犯罪也在不断上升。为进一步强化校园的安全与稳定，为师生员工创造良好的教学、科研工作环境，北京大学结合本校的实际情况，建设了一个实用高效、可持续发展的安全防范系统。

建设背景\r\n近几年，随着社会主义市场经济体制的健全和完善，我国正逐步融入全球一体化的经济活动中，人、才、物等方面呈现出大流通趋势，社会治安日趋动态化和复杂性，高科技手段犯罪也在不断上升。在这一新形式下，北京大学为进一步强化校园的安全与稳定，为师生员工创造良好的教学、科研工作环境，根据安全技术防范管理规定（北京市人民政府第47号令）、北京市公技防（2001）187号文件，及北京市教育工委关于加强北京高校科技创安工作的意见等文件精神，北京大学保卫部结合本校的实际情况，决定采用现代化的安全技术防范设施，来建设一个实用高效、可持续发展的安全防范系统，以保障并服务于学校的各项工作。

设计要求

北大校园位于京城西郊，占地270多万平米，内有200多栋大大小小的建筑。在这个庞大的校区内，每天约有5.5万名教职工和学生在内部从事办公学习活动；约有5000名来访者和中外旅游观光客来此交流或参观；每年的外事活动也非常多。\r\n师生员工对校园安防系统的基本要求是安全、舒适、方便、迅速（出现情况能够及时排解）；保卫部门对校园安防管理的基本要求是自动、准确、方便。实现校园安防系统数字化、现代化。安防管理的核心问题是对流动中不断变化的人员、车辆进行实时监视，使保卫人员能实现灵活调度。具体要求如下：\r\n·内容：包括视音频监控、防盗入侵报警、出入口门禁管理、安全求助（救）、消防报警5个子系统。其中视音频监控点约1000个、防盗入侵报警防区约3000个、出入口门禁管理点约100处、安全求助（救）点若干、消防报警点若干；\r\n·传输：利用光纤组成数字专网，所有安防数据通过统一的传输网进行联网传输，视频的传输需保证主控中心能够任意调用全校近1000路图像，进行任意的组合显示；\r\n·管理：采用集散型分级管理模式，校园按照就近管理原则设立多个区域中心，在校保卫部门设立主控中心，在传输网络不变的情况下，任意一个分控中心可以升级为主控中心进行全面管理。

关键技术问题的分析\

考虑到校园安防系统规模、环境特点、管理要求的一些特殊性，要建立一个真正实用的智能技防管理系统，必须妥善解决以下一些关键的问题：

1、防范区域划分问题

防范区域是否合理、严密是整个技防系统的核心问题之一。由于校园内的人、车处于不停的运动状态，如果保卫部门不能随时了解或记录人员车辆的确切位置，就无从实现有效管理。因而，只有对移动中的车辆、人员进行实时的监控和记录，才能及时、准确地掌握校园内人、财、物的安全状况，才能进行有效的监控、指挥、调度与决策，才有可能为全校师生提供一个安全的科研、学习环境。\r\n为此，根据国家规范和用户的要求，在进行了多次详细的现场勘察后，决定采用点面结合的原则进行防范。在面的防范方面，要求做到面宽而且严密；在点的防范方面，根据资金情况作到抓重点、抓关键，由此系统构成以下四条防线。\r\n·第一道防线：对校区的所有出入口进行防范，对其中的机动车出入校门采用视频监控、车辆电子卡口、紧急报警、有无线对讲等设备进行综合防范。人员出入校门采用视频监控、紧急报警、有无线对讲进行综合防范；\r\n·第二道防线：对校区内的交通要道、敏感地区进行防范，其中交通要道采用能够实现快速跟踪的视频监控设备进行监控和记录，敏感地区采用音视频监控、紧急报警、求助对讲等设备进行防范；\r\n·第三道防线：对校区内的重点楼、主要活动区域进行防范，以上区域采用出入口门禁控制管理、音视频监控、防入侵报警等设备进行防范；\r\n·第四道防线：对校园楼房内的重要楼层、关键部位进行防范，以上区域采用出入口门禁控制管理、音视频监控、防盗入侵报警、紧急求救等设备进行防范。

2、网络传输问题

传输系统的设计，一般来说，重要依据有以下两个部分：（1）传输距离；（2）传输信号的数据量、种类及分布情况。\r\n对该校的技防系统而言，由于视频监控点非常多，需要传输的数据量非常大，所以图像信号传输在设计中尤其关键，它设计的好坏不仅会影响监视、记录质量，还会影响到系统的扩容性、灵活性，某些方面对系统的结构和系统的性价比也会产生影响。通过对系统仔细的分析和调研后，对区域传输和联网传输分别进行了设计。\r\n·区域传输系统：单个区域中心传输系统的设计比较简单，设计采用星型传输方式。对于传输距离较远的摄像机设计采用光纤传输方式；传输距离近的设计采用电缆传输方式；无预留线也不便于布线的设计采用无线传输方式，这样的传输多方式性，可以保证基本满足本区域安防系统的要求，并基本能达到显示的图像清晰度较高、实时性较好；\r\n·网络传输系统：根据学校的设计要求（光纤组成骨干专网，所有数据通过统一的传输网进行联网传输，视频的传输需保证主控中心能够任意调用全校的近1000路图像进行任意的组合显示，采用集散型分级管理模式。在不变化传输网络的架构情况下，任意一个分控中心可以变成主控中心进行全面管理），我们认为北大校园技防网络传输系统的设计应该遵循以下原则：\r\n·综合性和标准化原则：网络设计应充分考虑与国际标准和工业标准的一致和兼容，以保证不同系统、不同品牌产品、各种形式的数据能够统一地传输和管理；\r\n·先进性原则：应采用当前国际上成熟、先进的技术，采用模块化、开放式传输结构，确保系统的升级扩容具有很好的灵活性和兼容性；\r\n·安全性、可靠性原则：采用专用技防传输网络，最大可能的杜绝外界入侵破坏，同时系统自身应具备容错的能力，从而保障系统的可靠运行；\r\n·经济和实用性相结合的原则：要善于从实际出发，突出使用功能，去掉"华而不实"的无用功能，降低总体投资，求得先进性与经济性的统一；\r\n·操作和维护的方便性原则：传输网络系统应能够被统一的管理和设置，确保操作和维护非常方便，有效的提高工作效率，降低人力成本和维护成本。

3、几种联网传输技术分析比较

·数字或模拟光端机技术：这种方式适合组成星型传输网络，它技术成熟、图像传输效果好、几乎不需设置和管理，但扩容性差、灵活性低，要实现主控中心同时任意调用近百路的图像观看，实现成本非常高昂。\r\n·千兆以太网（Gigabit Ethernet）技术：这种方式适合组成星型或环行传输网络，它技术成熟、传输的容量大、设置管理非常灵活、实现成本低，但图像传输质量差、传输延时长、稳定性较差。\r\n·ATM（Asyn-chronous Transfer Mode）网络技术：它是一种新型的传输技术，也适合组成星型或环行传输网络，它对多媒体数据的处理很出色、图像传输质量比较好、传输的容量大、设置管理也比较灵活，但设备的成本非常高；\r\n·SDH（Synchronous Digital Hierarchy）网络技术：它也是一种全新的传输技术，在光纤、微波或卫星上进行音频、视频、各种数据的传输，融复接、传输、交换功能于一体，可实现网络有效管理、动态网络维护、对业务性能监视等功能，适合组成星型、环行或组合型传输网络，通过它图像传输质量非常好（DVD质量）、传输的容量大（单纤120路）、延时少（小于0.2秒），传输业务灵活分配，并且设备的成本也适中。\r\n因此，根据北大技防的具体要求，结合现场的实际环境，选用了VOX（SDH网络技术）数字网络传输系统作为北京大学安全防范系统骨干网络是比较适宜的。在实际设计中，确定传输结构采用混合型网络拓扑结构。VOX全数字音视频传输设备采用SDH技术来实现音频、视频、数据的传输，在业务保护方面除了采用SDH的自愈、保护、恢复技术外，又根据技防系统的传输需求做了针对性的保护措施。\r\n1、自愈环网\r\n在VOX数字音视频传输平台中采用了光纤传送网的自愈技术，在光纤网中，当单段光纤发生故障时（切断），在故障点的光网络接口将自动实现光路由环回，由备用光纤路由将数据环回，使全网数据（含视频）传输不会产生中断。\r\n此时若再有光纤中断，则能和监控中心保持光纤路由的监控点的数据（含视频）都能上传到监控中心，不能和监控中心建立光纤路由的站点间也可互传数据。 \r\n 2、冗余通道\r\n对于由设备本身故障引起的数据传输中断，VOX设备采取冗余信道的方式来加以保护。\r\n在VOX设备的光接口板中，具有两条SDH数据通道。平时，两条数据通道传送同样的SDH信号，只有一条通道的数据送往背板总线。当一条数据通道的硬件部分发生故障时，另一条数据通道的数据将自动送往背板总线，使故障概率降低。\r\n除了光接口板上的逻辑控制电路外，在SDH帧结构中还有大量的用于网络管理的开销字节，当本地控制电路发生故障时，VOX网管可以通过SDH开销字节控制分插复用器（ADM）进行业务倒换。\r\n3、故障诊断\r\n为了尽快的发现设备的故障，VOX网管软件提供了对网管中心和远端设备的远端检测功能，能方便的在网管中心对全网设备进行统一管理。利用网管可以发现设备的任何异常状态，设备维护人员可以及时掌握设备运行状况，及时更换出现故障的设备，保证全网正常运行。

系统集成管理和联动控制问题

在系统集成管理和联动控制方面，由于实行分级管理模式，设计中我们采用了一套强大的集成技防管理系统软件，通过统一的网络传输平台将各个子系统集成为一套安防系统，这样将不仅仅是只靠硬件设备系统被动的监视和发现警情，还能使整个系统动态的运行，即把发现警情、监控警情和即时处理警情结合起来，使犯罪活动不仅不能得逞，还能即刻捕获犯罪分子，从而使整个系统不仅能发现和监视，还能做到有效的控制警情。

系统建成后的效益

通过该系统的建立，解决了校园防范面积大、防范盲点多、防范人力不足、犯罪分子手段多样化等一系列校园治安保卫问题。其中2004年7月份至9月，北大保卫部与派出所通过专项部署，依靠该系统重点打击了盗窃自行车的行为，取得了显着效果，先后破获多起盗、销自行车的案件，抓获14名盗销自行车的嫌疑人，其中10人被拘留。依此来看，该系统在打击犯罪、维护北大的稳定、推动高校科技创安的工作中起到了积极的作用。\r\n\r\n本文作者现任北京天川科技发展有限公司技术副总\r\n\r\n